传感器是与人的感觉器官相对应的元件

前言：传感器是与人的感觉器官相对应的元件。国家标准GB 7665---87 对传感器的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。”随着电子设备水平不断提高以及功能不断加强，传感器也越来越显得重要。世界各国都将传感器技术列为重点发展的高新技术，传感器技术已经成为高新技术竞争的核心之一，并且发展十分迅速。

通过对本课程的学习，我今天主要阐述一些对光电式传感器的一些理解以及一些应用方面的介绍。

主要内容：

光电式传感器定义：是将光信号转换为电信号的光敏器件。

光信号的发光源：

1、白织灯：辐射光连续，但寿命不长，发热大，效率低。

2、气体放电灯：气谱不连续，但发出热量少，对检测器件和光验器件影响小。

3、发光二极管：由PN结组成，工作电压低响应速度高，寿命长，体积小，重量轻。

4、激光器：受激辐射大，功能亮度高。

外光电效应：在光照射下，电子溢出物体表面向外发射的现象称为光电效应。

内光电效应：光电导效应和光生伏特效应。

光电导效应：入射光强改变物质导电率的物理现象。

光生伏特效应：光生伏特效应就是半导体材料吸收光能后，在PN结上产生电动势的效应。

PN结产生光生伏特效应的原因：当光照射到距表面很近的PN结上时，如果光能足够大，光子能量大于半导体材料的禁带宽度，电子就能够从价带跃阶到导带，成为自由电子，而价带则相应成为自由空穴。

光电式传感器的应用

1、声控光敏延时开关

作用：是一种用于楼梯、走廊、公厕等场合的照明开关。

这种开关在白天呈关闭状态，在夜晚，只要有声响便可开启，延时30s后关在白天呈关闭状态，在夜晚，只要有声响便可开启，延时后又自动关闭。又自动关闭。

原理：声控光敏延时开关电路中的光敏电阻在白天受光照射呈低阻状态，使半导体VT 导通，截止，导通，低阻状态，使半导体 3导通，VT4、VT5截止，VT6导通，晶闸截止，灯泡E处于熄灭状态由于VT 一直处于导通状态，处于熄灭状态。管VT7截止，灯泡E 处于熄灭状态。由于VT3一直处于导通状态，因此，不论有什么声响，灯泡E都不会点亮都不会点亮。因此，不论有什么声响，灯泡都不会点亮。天黑时，光敏电阻无光照射，内阻增大，天黑时，光敏电阻无光照射，内阻增大，使VT3处于截止状态，如无声响，则电路仍同白天相同。当有声响时（状态，如无声响，则电路仍同白天相同。当有声响时（如人的脚步声），话筒B接受声响信号并转换为电信号该信号经VT ），话筒接受声响信号并转换为电信号，步

声），话筒接受声响信号并转换为电信号，该信号经 1、 VT2放大后，使VT4导通，电源经 4、VD2给电容 3迅速充电，放大后，导通，电源经VT 给电容C 迅速充电，并使VT 导通，截止，触发晶闸管V 导通，点亮灯泡E。并使 5导通，VT6截止，触发晶闸管 7导通，点亮灯泡。声响消失后，由于 C 缓慢放电的作用，在延时约30s 后转为截止消失后，由于 3缓慢放电的作用，使VT5在延时约后转为截止状态，并使VT 导通，晶闸管又恢复截止状态，灯泡熄灭。状态，并使 6导通，晶闸管又恢复截止状态，灯泡熄灭。

声控光敏延时开关-光敏电阻

2、戒烟缸

作用：戒烟缸可放在家庭及办公室使用。

当吸烟者向烟缸内弹掉烟灰时，烟缸内的红色指示灯立即显示“内弹掉烟灰时，烟缸内的红色指示灯立即显示“吸烟有害健康”的警示牌，劝告人们戒烟。

原理：戒烟缸的电路主要由光敏二极管、555时基电路、灯泡及外围元件等组成。当吸烟者向烟缸投烟灰时，烟头靠近光敏二极管VD、烟头发出的红外线辐射使光敏二极管的内阻减小，相当于在555时基电路的2脚接入一个低电平信号，因此，555时基电路的输出端第3脚立即输出一个高电平信号，点亮小灯泡。调整R1的阻值，使烟头在距烟缸中的光敏二极管50～100mm范围内，小灯泡均可发光。

戒烟缸-光敏二极管

3、产品计数器

利用光敏器件制成的产品计数器，具有非接触、安全可靠的特点，广泛应用于自动化生产线的产品计数，如机械零件加工、输送线产品、汽水、瓶装酒类等，还可以用来统计出入口人员的流动情况。

产品计数器原理

产品在传送带上运行时，不断地遮挡光源到光敏产品在传送带上运行时，器件间的光路，使光电脉冲电路随着产品的有无产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次，生一个个电脉冲信号。因此，输出的脉冲数即代表产品的数目。该计数电路计数并由显示电路显示出来。